JP2017184094A - Imaging control device, imaging control method, computer program and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、撮像制御装置、撮像制御方法、コンピュータプログラム及び電子機器に関する。 The present disclosure relates to an imaging control device, an imaging control method, a computer program, and an electronic device.
CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサを備えたデジタルカメラには、ダイナミックレンジの幅を広げるHDR(High Dynamic Range)という機能が備えられているものがある。HDR画像を撮像する技術として、互いに異なる露光時間で撮像された複数枚の画像を用いてHDR画像を生成する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 Some digital cameras including a CCD image sensor or a CMOS image sensor have a function called HDR (High Dynamic Range) that widens the width of a dynamic range. As a technique for capturing an HDR image, there is a method of generating an HDR image using a plurality of images captured at different exposure times (see, for example, Patent Document 1).
長時間露光で撮像された画像と短時間露光で撮像された画像とを合成してHDR画像を生成する場合、露光時間の比率によっては画像の撮像間でブランクが生じる。被写体に動いている物体が含まれる場合、HDR画像の生成時に、その動いている被写体が不自然なものなる。 When an HDR image is generated by combining an image captured by long exposure and an image captured by short exposure, a blank occurs between image captures depending on the exposure time ratio. When the moving object is included in the subject, the moving subject becomes unnatural when the HDR image is generated.
そこで、本開示では、被写体に動いている物体が含まれる場合でも自然なHDR画像を生成することが可能な、新規かつ改良された撮像制御装置、撮像制御方法、コンピュータプログラム及び電子機器を提案する。 Therefore, the present disclosure proposes a new and improved imaging control apparatus, imaging control method, computer program, and electronic device that can generate a natural HDR image even when a moving object is included in a subject. .
本開示によれば、第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成する制御部と、前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成する合成部と、を備え、前記制御部は、前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて前記合成部で前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定する、撮像制御装置が提供される。 According to the present disclosure, a first image is generated by exposing a pixel by first exposure with a first exposure time, and a pixel is exposed by second exposure with a second exposure time following the first image. A composition for synthesizing a control unit for generating a second image, a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selected image selected from either the first image or the second image. And the control unit switches the image selected as the selected image by the combining unit based on an exposure ratio that is a ratio of an exposure time of the combined image and an exposure time of the selected image. An imaging control device for determining a first exposure time and the second exposure time is provided.
また本開示によれば、第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成することと、前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成することと、前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて、前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定することと、を含む、撮像制御方法が提供される。 According to the present disclosure, the first image is generated by exposing the pixel by the first exposure with the first exposure time, and the pixel is exposed by the second exposure by the second exposure time following the first image. Generating a second image, and synthesizing a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image and a selected image selected from either the first image or the second image. And the first exposure time and the second exposure time are determined so that the image selected as the selected image is switched based on an exposure ratio that is a ratio of an exposure time of the composite image and an exposure time of the selected image. To provide an imaging control method.
また本開示によれば、コンピュータに、第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成することと、前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成することと、前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて、前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定することと、を実行させる、コンピュータプログラムが提供される。 Further, according to the present disclosure, the computer generates a first image by exposing the pixel by the first exposure according to the first exposure time, and then the pixel is performed by the second exposure by the second exposure time following the first image. Generating a second image by exposure; a composite image obtained by combining the first image and the second image; and a selected image selected from either the first image or the second image. And the first exposure time and the second exposure so that the image selected as the selected image is switched based on an exposure ratio that is a ratio between the exposure time of the composite image and the exposure time of the selected image. A computer program is provided for determining and executing time.
また本開示によれば、上記撮像制御装置を備える、電子機器が提供される。 Moreover, according to this indication, an electronic device provided with the said imaging control apparatus is provided.
以上説明したように本開示によれば、被写体に動いている物体が含まれる場合でも自然なHDR画像を生成することが可能な、新規かつ改良された撮像制御装置、撮像制御方法、コンピュータプログラム及び電子機器を提供することが出来る。 As described above, according to the present disclosure, a novel and improved imaging control device, imaging control method, computer program, and computer program capable of generating a natural HDR image even when a moving object is included in a subject, Electronic equipment can be provided.
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。 Note that the above effects are not necessarily limited, and any of the effects shown in the present specification, or other effects that can be grasped from the present specification, together with or in place of the above effects. May be played.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.本開示の実施の形態
1.1.概要
1.2.撮像装置の機能構成例
1.3.センサモジュールの構成例
1.4.動作例
2.まとめ
The description will be made in the following order.
1. Embodiment of the present disclosure 1.1. Outline 1.2. Functional configuration example of imaging apparatus 1.3. Configuration example of sensor module 1.4. Example of operation Summary
[1.1.概要]
本開示の実施の形態について詳細に説明する前に、まず本開示の実施の形態の概要について説明する。
[1.1. Overview]
Before describing the embodiments of the present disclosure in detail, an outline of the embodiments of the present disclosure will be described first.
上述したように、CCDイメージセンサやCMOSイメージセンサを備えたデジタルカメラには、ダイナミックレンジの幅を広げるHDRという機能が備えられているものがある。HDR画像を撮像する技術として、互いに異なる露光時間で撮像された複数枚の画像を用いてHDR画像を生成する方法がある。 As described above, some digital cameras including a CCD image sensor or a CMOS image sensor have a function called HDR that expands the width of a dynamic range. As a technique for capturing an HDR image, there is a method of generating an HDR image using a plurality of images captured at different exposure times.
以下では、既存のHDR画像の撮像技術を説明する。図1及び図2は、既存のHDR画像の撮像技術を説明するための説明図である。図1及び図2では、2枚の画像を互いに異なる、または同じ露光時間で撮像することでHDR画像を生成する例が示されている。また図1及び図2では、2つのフレームを加算することで長時間露光による画像(長蓄画像)を生成し、長蓄画像の基となるフレームのいずれか1つを短時間露光による画像(短蓄画像)とする場合の例が示されている。 Hereinafter, an existing HDR image capturing technique will be described. 1 and 2 are explanatory diagrams for describing an existing HDR image capturing technique. 1 and 2 show an example in which an HDR image is generated by capturing two images with different or the same exposure time. Also, in FIGS. 1 and 2, by adding two frames, an image by long exposure (long accumulation image) is generated, and any one of the frames that are the basis of the long accumulation image is converted by an image by short exposure ( An example in the case of (short accumulation image) is shown.
なお、以下の実施の形態の説明では、HDR画像の生成に際し、2枚の画像それぞれにおいて設定される露光時間のうち、長い方の露光時間を長露光時間と称し、短い方の露光時間を短露光時間と称する。また、長露光時間で露光して得られる1枚の画像を長露光画像、短露光時間で露光して得られる1枚の画像を短露光画像、長露光時間で露光して得られる画素信号を長露光信号、短露光時間で露光して得られる画素信号を短露光信号とも称する。 In the description of the following embodiment, when generating an HDR image, the longer exposure time among the exposure times set for each of the two images is referred to as the long exposure time, and the shorter exposure time is referred to as the short exposure time. This is called exposure time. In addition, one image obtained by exposure with a long exposure time is a long exposure image, one image obtained by exposure with a short exposure time is a short exposure image, and a pixel signal obtained by exposure with a long exposure time A pixel signal obtained by exposure with a long exposure signal and a short exposure time is also referred to as a short exposure signal.
図1は、短蓄画像を2番目のフレームに固定した場合の、露光比と露光タイミングとの関係を例示したものである。ここで露光比とは、短蓄画像の露光時間を1とした場合の長蓄画像の露光時間を現している。すなわち、露光比2とは、長蓄画像の露光時間:短蓄画像の露光時間=2:1であることを示している。 FIG. 1 exemplifies the relationship between the exposure ratio and the exposure timing when the short accumulation image is fixed to the second frame. Here, the exposure ratio represents the exposure time of the long accumulation image when the exposure time of the short accumulation image is 1. That is, the exposure ratio of 2 indicates that the exposure time of the long accumulation image: exposure time of the short accumulation image = 2: 1.
CMOSイメージセンサなどの撮像素子からは、例えば垂直方向にH行の画素からなる場合、1行目からH行目まで順次データを読み出すことが出来るが、最後のH行目のデータを読み出し終えてからでないと、次のフレームの1行目からの読み出しを開始することができない。 For example, when an image sensor such as a CMOS image sensor is composed of pixels of H rows in the vertical direction, data can be read sequentially from the first row to the H row, but the last H row data has been read. Otherwise, reading from the first line of the next frame cannot be started.
そのため、イメージセンサからの画像の出力フレームレートが30fps(1フレームあたりの時間がおよそ33.3ミリ秒)の場合に、露光比をおよそ5としようとすると、2番目のフレームの露光時間を6.6ミリ秒とすればよい。そして、明るい被写体と暗い被写体が混在するような場合に、撮像された画像においてどちらの被写体も適切に表示できるよう、露光比を5以上にしようとすると、2番目のフレームの露光時間を6.6ミリ秒より短くすれば良い。しかし、1番目のフレームの露光時間は、上述の読み出しの制限から、26.7ミリ秒より長くすることができない。従って、短蓄画像を2番目のフレームに固定した場合、露光比を5以上にしようとすると、1番目のフレームと2番目のフレームにブランクが生じてしまう。1番目のフレームと2番目のフレームにブランクが生じると、被写体に動いている物体が含まれる場合、HDR画像の生成時に、その動いている被写体が不自然なものなる。 Therefore, if the output frame rate of the image from the image sensor is 30 fps (the time per frame is approximately 33.3 milliseconds) and the exposure ratio is approximately 5, the exposure time of the second frame is 6 .6 milliseconds can be used. When a bright subject and a dark subject are mixed, if the exposure ratio is set to 5 or more so that both subjects can be appropriately displayed in the captured image, the exposure time of the second frame is set to 6. It should be shorter than 6 milliseconds. However, the exposure time of the first frame cannot be longer than 26.7 milliseconds due to the above-described readout limitation. Accordingly, when the short accumulation image is fixed to the second frame, if the exposure ratio is set to 5 or more, blanks are generated in the first frame and the second frame. If a blank occurs in the first frame and the second frame, if the subject includes a moving object, the moving subject becomes unnatural when the HDR image is generated.
図2は、短蓄画像を1番目のフレームに固定した場合の、露光比と露光タイミングとの関係を例示したものである。 FIG. 2 illustrates the relationship between the exposure ratio and the exposure timing when the short accumulation image is fixed to the first frame.
短蓄画像を1番目のフレームに固定すると、イメージセンサからの画像の出力フレームレートが30fpsの場合に、露光比をおよそ1.25としようとすると、2番目のフレームの露光時間を6.6ミリ秒とすればよい。そして、明るい被写体と暗い被写体が混在するような場合に、撮像された画像においてどちらの被写体も適切に表示できるよう、露光比を1.25以下にしようとすると、2番目のフレームの露光時間を6.6ミリ秒より短くすれば良い。しかし、1番目のフレームの露光時間は、上述の読み出しの制限から、26.7ミリ秒より長くすることができない。従って、短蓄画像を1番目のフレームに固定した場合、露光比を1.25以下にしようとすると、1番目のフレームと2番目のフレームにブランクが生じてしまう。1番目のフレームと2番目のフレームにブランクが生じると、被写体に動いている物体が含まれる場合、HDR画像の生成時に、その動いている被写体が不自然なものなる。 When the short accumulation image is fixed to the first frame, when the output frame rate of the image from the image sensor is 30 fps, if the exposure ratio is set to about 1.25, the exposure time of the second frame is set to 6.6. It only has to be milliseconds. When a bright subject and a dark subject are mixed, if the exposure ratio is set to 1.25 or less so that both subjects can be appropriately displayed in the captured image, the exposure time of the second frame is reduced. It may be shorter than 6.6 milliseconds. However, the exposure time of the first frame cannot be longer than 26.7 milliseconds due to the above-described readout limitation. Accordingly, when the short accumulation image is fixed to the first frame, if the exposure ratio is set to 1.25 or less, blanks are generated in the first frame and the second frame. If a blank occurs in the first frame and the second frame, if the subject includes a moving object, the moving subject becomes unnatural when the HDR image is generated.
そこで本件開示者は、上述した内容に鑑み、露光比によってHDR画像の生成時に被写体が不自然な画像とならないようにHDR画像を生成出来る技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、以下で説明するように、露光比によってHDR画像の生成時に被写体が不自然な画像とならないようにHDR画像を生成出来る技術を考案するに至った。 Therefore, in view of the above-described content, the present disclosure has intensively studied a technique capable of generating an HDR image so that a subject does not become an unnatural image when generating an HDR image based on an exposure ratio. As a result, the present disclosure has devised a technique capable of generating an HDR image so that the subject does not become an unnatural image when generating the HDR image by the exposure ratio, as will be described below.
以上、本開示の実施の形態の概要について説明した。 The outline of the embodiment of the present disclosure has been described above.
[1.2.機能構成例]
続いて、本開示の実施の形態に係る電子機器の機能構成例について説明する。図3は、本開示の実施の形態に係る電子機器10の機能構成例を示す説明図である。以下、図3を用いて本開示の実施の形態に係る電子機器10の機能構成例について説明する。
[1.2. Functional configuration example]
Subsequently, a functional configuration example of the electronic device according to the embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the
図3に示したように、本開示の実施の形態に係る電子機器10は、撮像部11と、画像処理部12と、表示部13と、制御部14と、記憶部15と、操作部16と、を含んで構成される。
As illustrated in FIG. 3, the
撮像部11は、レンズや、センサモジュール等を含んで構成され、レンズを通じてセンサモジュールの受光面に結像される像に応じて、所定期間電子を蓄積する。撮像部11は、その蓄積された電子に応じた信号に対して所定の信号処理を行う。そして撮像部11は、信号処理を行った後の信号を画像処理部12に出力する。なお、撮像部11に含まれるセンサモジュールの構成については後に詳述する。
The
撮像部11は、上記所定の信号処理として、電子式手振れ補正方式による手振れ補正処理、自動ホワイトバランス処理、自動露出処理、歪補正処理、欠陥補正処理、ノイズ低減処理、ハイダイナミックレンジ合成処理などの信号処理を実行しうる。
The
画像処理部12は、例えばアプリケーションプロセッサ(AP)で構成され、撮像部11から出力される信号を用いて画像処理を実行する。画像処理部12が実行する画像処理には、例えば撮像部11から出力される信号を用いたデモザイク処理、デモザイク処理後の画像の表示部13への表示処理や、記憶部15への記憶処理などがある。
The
表示部13は、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどで構成される表示デバイスである。表示部13は、制御部14によって表示内容が制御される。例えば、表示部13は、撮像部11によって撮像されて、画像処理部12によって画像処理が行われた画像を、制御部14の制御に基づいて表示する。
The
制御部14は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサや、ROM、RAMなどで構成され、電子機器10の各部の動作を制御する。
The
記憶部15は、例えばフラッシュメモリその他の不揮発性メモリなどの記憶媒体で構成される。記憶部15は、撮像部11によって撮像されて、画像処理部12によって画像処理が行われた画像を記憶する。記憶部15が記憶した画像は、電子機器10のユーザの操作に応じて表示部13に表示されうる。
The
操作部16は、電子機器10の操作のためのデバイスであり、例えばボタンやタッチパネルなどで構成される。操作部16がタッチパネルを含む場合、タッチパネルは表示部13の表示面に設けられる。電子機器10のユーザは、撮像部11が撮像する画像を電子機器10に記録したい場合には、操作部16の所定のボタンを操作することでシャッタトリガを発生させる。撮像部11や画像処理部12は、シャッタトリガの発生を検知すると、そのシャッタトリガの発生に応じて画像を電子機器10に記録するための処理を実行する。
The
図3に示した電子機器10は、特定の機器に限定されるものでは無く、例えばデジタルカメラ、スマートフォン、タブレット型携帯端末、携帯型音楽再生装置、ゲーム機などの様々な形態をとりうる。
The
以上、本開示の実施の形態に係る電子機器10の機能構成例について説明した。続いて、本開示の実施の形態に係る電子機器10の、撮像部11に含まれるイメージセンサの構成例について説明する。
Heretofore, the functional configuration example of the
[1.3.センサモジュールの構成例]
図4は、撮像部11に含まれるセンサモジュール100の構成例を示す説明図である。本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、本開示の画像処理装置の一例で有り、図4に示したように、3つの基盤が積層されて構成されている。本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、画素基板110と、メモリ基板120と、信号処理基板130と、の順に積層された構成を有する。
[1.3. Example of sensor module configuration]
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the
画素基板110は、単位画素がアレイ状に形成された画素領域からなる撮像素子を有する基板である。各単位画素は、被写体からの光を受光し、その入射光を光電変換して電荷を蓄積し、所定のタイミングにおいて、その電荷を画素信号として出力する。画素基板110が出力する画素信号は、メモリ基板120に蓄えられ、また信号処理基板130において信号処理が施される。なお、画素基板110は、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器を備える。すなわち画素基板110が出力する画素信号はデジタル信号である。
The
メモリ基板120は、画素基板110が出力する画素信号を一時的に蓄えるDRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメモリを有する基板である。メモリ基板120は、複数フレーム、例えば、信号処理基板130において電子式手振れ補正方式による手振れ補正処理を実行することが出来るだけのフレームの画素信号を一時的に蓄えることができる容量を有する。メモリ基板120に蓄えられた画素信号は、信号処理基板130からの読出し命令に基づいて読み出される。
The
信号処理基板130は、メモリ基板120に蓄えられた画素信号に対する各種信号処理を実行する。信号処理基板130が実行する信号処理は、メモリ基板120に蓄えられた画素信号に対する画質に関する信号処理であり、例えば、電子式手振れ補正方式による手振れ補正処理、自動ホワイトバランス処理、自動露出処理、歪補正処理、欠陥補正処理、ノイズ低減処理、ハイダイナミックレンジ合成処理などの信号処理を実行しうる。
The
なお、図4にはセンサモジュール100が画素基板110と、メモリ基板120と、信号処理基板130と、の順に積層された構成の図を示したが、本開示は係る例に限定されない。例えば、センサモジュール100が画素基板110と、信号処理基板130と、メモリ基板120と、の順に積層された構成を有していても良い。
FIG. 4 illustrates a configuration in which the
以上、図4を用いてセンサモジュール100の構成例について説明した。続いて、センサモジュール100の機能構成例について説明する。
The configuration example of the
図5は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の機能構成例を示す説明図である。以下、図5を用いて本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の機能構成例について説明する。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a functional configuration example of the
画素基板110は、単位画素がアレイ状に形成された画素領域からなる撮像素子111と、所定のクロック信号やタイミング信号を撮像素子111に供給する制御部112と、を備える。制御部112からの信号に応じて撮像素子111が出力する画素信号は信号処理基板130に一旦送られた後に、メモリ基板120に送られる。
The
本実施形態では、制御部112は、HDR画像の撮像の際に、フレーム間でブランクが生じないように2つの露光信号が撮像素子111から出力されるよう、タイミング信号を撮像素子111に供給する。そして制御部112は、HDR画像の撮像の際に設定される露光比となるようにタイミング信号を撮像素子111に供給する。
In the present embodiment, the
メモリ基板120は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などで構成される画像記憶部121を有する。画像記憶部121は、撮像素子111が出力する画素信号を一時的に蓄える。画像記憶部121は、複数フレームの画素信号を一時的に蓄えることができる容量を有する。画像記憶部121に蓄えられた画素信号は、信号処理基板130からの読出し命令に基づいて読み出される。
The
信号処理基板130は、前処理部131と、後処理部132と、を含んで構成される。
The
前処理部131は、撮像素子111が出力する画素信号に対する信号処理を施す。前処理部131は、信号処理を施した後の画素信号を画像記憶部121に記憶させる。前処理部131が実行する信号処理には、例えば、ゲイン調整処理やクランプ処理、画素加算処理などが含まれうる。
The
後処理部132は、画像記憶部121に記憶された画素信号に対する信号処理を実行する。後処理部132は、画像記憶部121に記憶された画素信号に対する信号処理を実行すると、信号処理後の画素信号を画像処理部12へ出力する。後処理部132が実行する信号処理としては、例えば、自動ホワイトバランス処理、自動露出処理、歪補正処理、欠陥補正処理、ノイズ低減処理、ハイダイナミックレンジ合成処理などが含まれうる。また後処理部132は、複数フレームで撮像された画像の合成処理を実行しうる。
The
本実施形態では、後処理部132は、HDR画像を生成する際に、長蓄画像として、撮像素子111から出力された長時間露光と短露光画像とをフレーム合成したものを使用する。そして後処理部132は、短蓄画像として、露光比に応じて、1番目のフレームの露光信号による画像を使用するか、2番目のフレームの露光信号による画像を使用するか、を決定する。従って、後処理部132は、本開示の制御部及び合成部の一例として機能しうる。
In the present embodiment, when the HDR image is generated, the
本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、係る構成を有することで、露光比によってHDR画像の生成時に被写体が不自然な画像とならないようにHDR画像を生成することができる。
The
以上、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の機能構成例について説明した。
The functional configuration example of the
[1.4.動作例]
続いて、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の動作例を説明する。図6は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の動作例を示す流れ図である。図6に示したのは、HDR画像を生成する際の、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の流れ図である。以下、図6を用いて本開示の実施の形態に係る本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100の動作例について説明する。
[1.4. Example of operation]
Subsequently, an operation example of the
本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、HDR画像を生成する際に、HDR画像の基となる長蓄画像と短蓄画像との露光比が2より大きいかどうかを判定する(ステップS101)。ステップS101の判定処理は、例えば制御部112が実行する。
When generating the HDR image, the
ステップS101の判定の結果、HDR画像の基となる長蓄画像と短蓄画像との露光比が2より大きい場合は(ステップS101、Yes)、続いてセンサモジュール100は、第1フレームの露光信号を短蓄画像とするよう、第1フレーム及び第2フレームの露光時間を決定する(ステップS102)。ステップS102の決定処理は、例えば制御部112が実行する。
As a result of the determination in step S101, when the exposure ratio between the long accumulation image and the short accumulation image that is the basis of the HDR image is larger than 2 (step S101, Yes), the
一方、ステップS101の判定の結果、HDR画像の基となる長蓄画像と短蓄画像との露光比が2以下の場合は(ステップS101、No)、続いてセンサモジュール100は、第2フレームの露光信号を短蓄画像とするよう、第1フレーム及び第2フレームの露光時間を決定する(ステップS103)。ステップS103の決定処理は、例えば制御部112が実行する。
On the other hand, as a result of the determination in step S101, when the exposure ratio between the long accumulation image and the short accumulation image that is the basis of the HDR image is 2 or less (No in step S101), the
第1フレーム及び第2フレームの露光時間を決定すると、続いてセンサモジュール100は、ステップS102またはステップS103で決定した露光時間で撮像素子111を露光し、撮像素子111から第1フレームの露光信号を読み出す(ステップS104)。ステップS104の処理は、例えば制御部112が撮像素子111に対して露光信号を読み出すための信号を供給することによって行われる。
After determining the exposure time of the first frame and the second frame, the
撮像素子111から第1フレームの露光信号を読み出すと、続いてセンサモジュール100は、読み出した第1フレームの露光信号を画像記憶部121に一時記憶する(ステップS105)。露光比が2より大きい場合は、この第1フレームの露光信号が短蓄画像となる。
When the exposure signal of the first frame is read from the
読み出した第1フレームの露光信号を画像記憶部121に一時記憶すると、続いてセンサモジュール100は、ステップS102またはステップS103で決定した露光時間で撮像素子111を露光し、撮像素子111から第2フレームの露光信号を読み出す(ステップS106)。ステップS106の処理は、例えば制御部112が撮像素子111に対して露光信号を読み出すための信号を供給することによって行われる。
When the read exposure signal of the first frame is temporarily stored in the
撮像素子111から第2フレームの露光信号を読み出すと、続いてセンサモジュール100は、読み出した第2フレームの露光信号を画像記憶部121に一時記憶する(ステップS107)。露光比が2以下の場合は、この第2フレームの露光信号が短蓄画像となる。
When the exposure signal of the second frame is read from the
読み出した第2フレームの露光信号を画像記憶部121に一時記憶すると、続いてセンサモジュール100は、画像記憶部121に記憶されている第1フレームの露光信号及び第2フレームの露光信号を取得し、取得した第1フレームの露光信号及び第2フレームの露光信号を加算した加算信号を生成する(ステップS108)。ステップS105の加算信号の生成処理は、例えば後処理部132が実行する。センサモジュール100は、加算信号を生成すると、生成した加算信号を画像記憶部121に一時記憶する。
When the readout exposure signal of the second frame is temporarily stored in the
加算信号を生成すると、続いてセンサモジュール100は、ステップS108で生成した加算信号を長蓄画像として、長蓄画像と短蓄画像と合成することでHDR画像を生成する(ステップS109)。ステップS109のHDR画像の生成処理は、例えば後処理部132が実行する。
When the addition signal is generated, the
本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、係る動作を実行することで、露光比によってHDR画像の生成時に被写体が不自然な画像とならないようにHDR画像を生成することができる。
By executing such an operation, the
ここで、上記一連の処理のステップS106で、長蓄画像と短蓄画像との露光比が2より大きいかどうかで処理を分けていることを説明する。 Here, in step S106 of the above-described series of processing, it will be described that the processing is divided depending on whether the exposure ratio between the long accumulation image and the short accumulation image is larger than 2.
図7は、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100によるHDR画像の生成時の、露光比による短蓄画像の選択例を示す説明図である。図7に示した例では、いずれも、第1フレームと第2フレームとの間に空き時間が無いように露光を行っている。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a selection example of the short accumulation image based on the exposure ratio when the HDR image is generated by the
センサモジュール100は、露光比が2以下の場合は、第2フレームの露光信号を短蓄画像に選択する。一方、センサモジュール100は、露光比が2を超える場合は、第1フレームの露光信号を短蓄画像に選択する。
When the exposure ratio is 2 or less, the
このようにセンサモジュール100は、露光比が2以下の場合と、2を超える場合とで、短蓄画像に選択するフレームを切り替えることで、長蓄画像の生成時に1番目のフレームと2番目のフレームにブランクが生じることを防ぐことが出来る。すなわち、本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、露光比が2以下の場合と、2を超える場合とで、短蓄画像に選択するフレームを切り替えることで、露光比によってHDR画像の生成時に被写体が不自然な画像とならないようにHDR画像を生成することができる。
As described above, the
なお、上述した例では、センサモジュール100は、露光比が2以下の場合と、2を超える場合とで、短蓄画像に選択するフレームを切り替えていたが、短蓄画像に選択するフレームを切り替える露光比は、係る例に限定されるものではない。
In the example described above, the
また上述した例では、センサモジュール100は、露光比が2以下の場合と、2を超える場合とで、短蓄画像に選択するフレームを切り替えていたが、被写体の明るさによって露光比が2前後となるような状況では、短蓄画像に選択するフレームが頻繁に切り替わってしまう。短蓄画像に選択するフレームが頻繁に切り替わると、生成するHDR画像に動く被写体が含まれている場合、被写体のブレの方向が頻繁に切り替わる。
Further, in the above-described example, the
そこで、センサモジュール100は、短蓄画像に選択するフレームが頻繁に切り替わることを回避するため、短蓄画像に選択するフレームが切り替わる露光比の近辺で、短蓄画像に選択するフレームの切り替わりにヒステリシスを設けても良い。例えば、センサモジュール100は、露光比が大きくなる方向に変わっていく場合は、露光比が2倍ではなく例えば2.1倍となったところで第1フレームの露光信号を短蓄画像とするよう決定し、露光比が小さくなる方向に変わっていく場合は、露光比が2倍ではなく例えば1.9倍となったところで第2フレームの露光信号を短蓄画像とするよう決定してもよい。
Therefore, in order to avoid frequent switching of the frame selected for the short accumulation image, the
このように短蓄画像に選択するフレームが切り替わる露光比の近辺で、短蓄画像に選択するフレームの切り替わりにヒステリシスを設けることで、センサモジュール100は、短蓄画像に選択するフレームが頻繁に切り替わることを回避することができる。
As described above, the
露光時間の条件によっては、極めて短い時間で露光しなければ被写体が白飛びしてしまう場合もありうる。そして露光時間の条件によっては、第1フレームと第2フレームとの間にブランクが生じてしまう場合もあり得る。例えば、第1フレームのリード時間と第2フレームの露光時間とが重なる場合である。図8は、極めて短い時間で2つのフレームの露光を行う例を示す説明図である。例えば、センサモジュール100は、露光比が高い場合では第1フレームを短蓄画像とするが、図8のように第1フレームと第2フレームとの間にブランクが生じてしまうと、長蓄画像として使用する画像に動きのある被写体が含まれていれば、その被写体が不自然なものとなる。
Depending on the condition of the exposure time, the subject may be blown out if it is not exposed in a very short time. Depending on the conditions of the exposure time, a blank may occur between the first frame and the second frame. For example, the read time of the first frame and the exposure time of the second frame overlap. FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which exposure of two frames is performed in an extremely short time. For example, when the exposure ratio is high, the
そこでセンサモジュール100は、露光時間の条件によっては、第1フレームと第2フレームとの間にブランクが生じてしまう場合、長蓄画像と短蓄画像との合成を行わず、短蓄画像だけを出力しても良い。センサモジュール100は、露光時間の条件によっては長蓄画像と短蓄画像との合成を行わないようにすることで、動きのある被写体を撮像する場合であっても被写体が不自然なものとならないような画像を生成することが出来る。
Therefore, when a blank occurs between the first frame and the second frame depending on the exposure time condition, the
<2.まとめ>
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、複数の画像を合成することでダイナミックレンジを拡張したHDR画像を生成する際に、露光比に応じて短蓄画像として使用するフレームを選択するセンサモジュール100が提供される。
<2. Summary>
As described above, according to the embodiment of the present disclosure, when generating an HDR image with an expanded dynamic range by combining a plurality of images, a frame to be used as a short accumulation image is selected according to the exposure ratio. A
本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成する。本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、第1画像及び第2画像を合成した合成画像と、第1画像または第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成する際に、選択画像として選択する画像を、第1露光時間と第2露光時間との関係が所定の条件を満たした時点を境に切り替える。
The
本開示の実施の形態に係るセンサモジュール100は、係る構成を有することで、HDR画像を生成する際に、露光比に応じて短蓄画像として使用するフレームを選択することで、動きのある被写体を撮像する場合であっても被写体が不自然なものとならないようなHDR画像を生成することが出来る。
The
本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。 Each step in the processing executed by each device in the present specification does not necessarily have to be processed in time series in the order described as a sequence diagram or flowchart. For example, each step in the processing executed by each device may be processed in an order different from the order described as the flowchart, or may be processed in parallel.
また、各装置に内蔵されるCPU、ROMおよびRAMなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアまたはハードウェア回路で構成することで、一連の処理をハードウェアまたはハードウェア回路で実現することもできる。 In addition, it is possible to create a computer program for causing hardware such as a CPU, ROM, and RAM incorporated in each device to exhibit functions equivalent to the configuration of each device described above. A storage medium storing the computer program can also be provided. In addition, by configuring each functional block shown in the functional block diagram with hardware or a hardware circuit, a series of processing can be realized with hardware or a hardware circuit.
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the technical scope of the present disclosure is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field of the present disclosure can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that it belongs to the technical scope of the present disclosure.
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。 Further, the effects described in the present specification are merely illustrative or exemplary and are not limited. That is, the technology according to the present disclosure can exhibit other effects that are apparent to those skilled in the art from the description of the present specification in addition to or instead of the above effects.
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(1)
第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成する制御部と、
前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成する合成部と、
を備え、
前記制御部は、前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて前記合成部で前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定する、撮像制御装置。
(2)
前記制御部は、前記第1露光と前記第2露光との間に空き時間を入れない条件で前記画素へ露光させる、前記(1)に記載の撮像制御装置。
(3)
前記合成部で合成された画像もしくは前記選択画像の少なくともいずれか一方を出力する出力部をさらに備え、
前記出力部は、前記第1露光のリード時間と前記第2露光時間とが時間的に重なる場合では、前記選択画像のみを出力する、前記(1)または(2)に記載の撮像制御装置。
(4)
前記第1露光時間は、前記第2露光時間以下である、請求項1に記載の撮像制御装置。
前記(1)〜(3)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(5)
前記露光比が2より大きい場合は、前記選択画像として前記第1画像が選択され、前記露光比が2より小さい場合は、前記選択画像として前記第2画像が選択される、前記(4)に記載の撮像制御装置。
(6)
前記制御部は、前記合成部で前記選択画像として選択される画像が切り替わる際にヒステリシスが生じるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定する、前記(1)〜(5)のいずれかに記載の撮像制御装置。
(7)
第1半導体基板、第2半導体基板、第3半導体基板からなる3枚の半導体基板を積層して構成され、
前記第1半導体基板には、前記画素が少なくとも形成され、
前記第2半導体基板には、前記第1画像及び前記第2画像を記憶する記憶部が形成され、
前記第3半導体基板には、前記制御部が少なくとも形成されている、前記(1)〜(6)のいずれかに記載の画像処理装置。
(8)
前記第2半導体基板が、前記第1半導体基板と前記第3半導体基板との間に設けられる、前記(7)に記載の画像処理装置。
(9)
前記第3半導体基板が、前記第1半導体基板と前記第2半導体基板との間に設けられる、前記(7)に記載の画像処理装置。
(10)
第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成することと、
前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成することと、
前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて、前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定することと、
を含む、撮像制御方法。
(11)
コンピュータに、
第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成することと、
前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成することと、
前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて、前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定することと、
を実行させる、コンピュータプログラム。
(12)
前記(1)〜(10)のいずれかに記載の撮像制御装置を備える、電子機器。
The following configurations also belong to the technical scope of the present disclosure.
(1)
A first image is generated by exposing pixels to the first exposure with the first exposure time, and a second image is generated by exposing pixels to the second exposure with the second exposure time following the first image. A control unit;
A synthesis unit that synthesizes a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selection image selected from either the first image or the second image;
With
The control unit includes the first exposure time and the first exposure time so that an image selected as the selected image by the combining unit is switched based on an exposure ratio that is a ratio of an exposure time of the combined image and an exposure time of the selected image. An imaging control apparatus that determines a second exposure time.
(2)
The imaging control apparatus according to (1), wherein the control unit causes the pixel to be exposed under a condition that no empty time is provided between the first exposure and the second exposure.
(3)
An output unit that outputs at least one of the image synthesized by the synthesis unit or the selected image;
The imaging control apparatus according to (1) or (2), wherein the output unit outputs only the selected image when the lead time of the first exposure and the second exposure time overlap in time.
(4)
The imaging control apparatus according to claim 1, wherein the first exposure time is equal to or shorter than the second exposure time.
The imaging control device according to any one of (1) to (3).
(5)
When the exposure ratio is larger than 2, the first image is selected as the selected image, and when the exposure ratio is smaller than 2, the second image is selected as the selected image. The imaging control device described.
(6)
The control unit determines the first exposure time and the second exposure time so that hysteresis occurs when the image selected as the selection image by the combining unit is switched. Any one of (1) to (5) An imaging control device according to claim 1.
(7)
It is configured by stacking three semiconductor substrates consisting of a first semiconductor substrate, a second semiconductor substrate, and a third semiconductor substrate,
The first semiconductor substrate includes at least the pixel.
A storage unit for storing the first image and the second image is formed on the second semiconductor substrate,
The image processing apparatus according to any one of (1) to (6), wherein at least the control unit is formed on the third semiconductor substrate.
(8)
The image processing apparatus according to (7), wherein the second semiconductor substrate is provided between the first semiconductor substrate and the third semiconductor substrate.
(9)
The image processing apparatus according to (7), wherein the third semiconductor substrate is provided between the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate.
(10)
A first image is generated by exposing pixels to the first exposure with the first exposure time, and a second image is generated by exposing pixels to the second exposure with the second exposure time following the first image. And
Synthesizing a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selection image selected from either the first image or the second image;
Determining the first exposure time and the second exposure time based on an exposure ratio which is a ratio of an exposure time of the composite image and an exposure time of the selected image so that an image selected as the selected image is switched; When,
An imaging control method.
(11)
On the computer,
A first image is generated by exposing pixels to the first exposure with the first exposure time, and a second image is generated by exposing pixels to the second exposure with the second exposure time following the first image. And
Synthesizing a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selection image selected from either the first image or the second image;
Determining the first exposure time and the second exposure time based on an exposure ratio which is a ratio of an exposure time of the composite image and an exposure time of the selected image so that an image selected as the selected image is switched; When,
A computer program that executes
(12)
An electronic apparatus comprising the imaging control device according to any one of (1) to (10).
10 電子機器
100 センサモジュール
10
Claims (12)
前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成する合成部と、
を備え、
前記制御部は、前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて前記合成部で前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定する、撮像制御装置。 A first image is generated by exposing pixels to the first exposure with the first exposure time, and a second image is generated by exposing pixels to the second exposure with the second exposure time following the first image. A control unit;
A synthesis unit that synthesizes a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selection image selected from either the first image or the second image;
With
The control unit includes the first exposure time and the first exposure time so that an image selected as the selected image by the combining unit is switched based on an exposure ratio that is a ratio of an exposure time of the combined image and an exposure time of the selected image. An imaging control apparatus that determines a second exposure time.
前記出力部は、前記第1露光のリード時間と前記第2露光時間とが時間的に重なる場合では、前記選択画像のみを出力する、請求項1に記載の撮像制御装置。 An output unit that outputs at least one of the image synthesized by the synthesis unit or the selected image;
The imaging control apparatus according to claim 1, wherein the output unit outputs only the selected image when the lead time of the first exposure and the second exposure time overlap in time.
前記第1半導体基板には、前記画素が少なくとも形成され、
前記第2半導体基板には、前記第1画像及び前記第2画像を記憶する記憶部が形成され、
前記第3半導体基板には、前記制御部が少なくとも形成されている、請求項1に記載の画像処理装置。 It is configured by stacking three semiconductor substrates consisting of a first semiconductor substrate, a second semiconductor substrate, and a third semiconductor substrate,
The first semiconductor substrate includes at least the pixel.
A storage unit for storing the first image and the second image is formed on the second semiconductor substrate,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein at least the control unit is formed on the third semiconductor substrate.
前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成することと、
前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて、前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定することと、
を含む、撮像制御方法。 A first image is generated by exposing pixels to the first exposure with the first exposure time, and a second image is generated by exposing pixels to the second exposure with the second exposure time following the first image. And
Synthesizing a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selection image selected from either the first image or the second image;
Determining the first exposure time and the second exposure time based on an exposure ratio which is a ratio of an exposure time of the composite image and an exposure time of the selected image so that an image selected as the selected image is switched; When,
An imaging control method.
第1露光時間による第1露光で画素へ露光することで第1画像を生成し、該第1画像に続いて第2露光時間による第2露光で画素へ露光することで第2画像を生成することと、
前記第1画像及び前記第2画像を合成した合成画像と、前記第1画像または前記第2画像のいずれかから選択される選択画像と、を合成することと、
前記合成画像の露光時間と前記選択画像の露光時間との比である露光比に基づいて、前記選択画像として選択される画像が切り替わるよう前記第1露光時間及び前記第2露光時間を決定することと、
を実行させる、コンピュータプログラム。 On the computer,
A first image is generated by exposing pixels to the first exposure with the first exposure time, and a second image is generated by exposing pixels to the second exposure with the second exposure time following the first image. And
Synthesizing a synthesized image obtained by synthesizing the first image and the second image, and a selection image selected from either the first image or the second image;
Determining the first exposure time and the second exposure time based on an exposure ratio which is a ratio of an exposure time of the composite image and an exposure time of the selected image so that an image selected as the selected image is switched; When,
A computer program that executes
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